RADMONTAGEGRUPPE FÜR KRAFTFAHRZEUGE MIT
MINDESTENS EINER BUCHSE ZUM POSITIONIEREN
DES RADES AUF ACHSEN MIT VERSCHIEDENEN
DURCHMESSERN
BESCHREIBUNG
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Montagegruppe zum
Zentrieren von Rädern für Kraftfahrzeuge auf einzelnen Achsen aus
einem bestimmten Bereich von Achsen, wobei jede von diesen
einen unterschiedlichen Durchmesser aufweist.
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Räder für Kraftfahrzeuge werden mit unterschiedlichen
Nabendurchmessern hergestellt, und zwar im Verhältnis zu den
verschiedenen Achsen, für deren Ausrüstung sie bestimmt sind.
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Um ein nicht zu grosses Sortiment von Rädern produzieren zu
müssen, werden die Räder in bestimmte Abmessungen unterteilt,
die sich auf die Nabendurchmesser beziehen, so dass jeder
einzelnen Radabmessung Gruppen entsprechen, die mehrere Achsen mit
unterschiedlichen Durchmessern enthalten, welche jedoch alle in
eine bestimmte Teilung fallen, entsprechend der Differenz
zwischen einer Radabmessung und der nächsten Abmessung.
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Jede Radabmessung entspricht Achsendurchmessern, die von
einem Minimum bis zu einem Maximum reichen, wobei das
Maximum der Achse entspricht, die einen Durchmesser aufweist, der
praktisch der gleiche ist wie jener der Radnabe.
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Lässt man nun die Achsen mit maximalem Durchmesser
unberücksichtigt, so ist es zwecks einer korrekten Positionierung der
Räder jedoch stets notwendig, ein Übermaß an Spiel zu
beseitigen, das zwischen der Achse und der Radnabe vorhanden ist.
Um die Räder den Achsen anzupassen, werden heutzutage
geschlossene Metallringe oder auch Kunststoffbuchsen verwendet,
die an den Radnaben verklebt werden, um so das Spiel zwischen
Nabe und Achse zu reduzieren und die Naben in Bezug auf die
Achsen auszurichten.
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Dieses Verfahren zum Zentrieren eines Rades hat einige Nachteile
in Bezug auf die Schnelligkeit der Montage und das korrekte
Ausrichten des Rades.
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Es ist viel Zeit erforderlich, um die Buchsen oder Ringe auf der
Radnabe zu verkleben, mit der daraus sich ergebenden Erhöhung
der Arbeitskosten, wie auch das Ergebnis des Ausrichtens sehr
stark von der Erfahrung und der Geschicklichkeit des Monteurs
abhängt.
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Weiterhin vergrößert sich das entsprechende Spiel zwischen den
Teilen, da nicht nur das normale und zum Einschieben der Achse
in das Rad notwendige Spiel vorhanden ist, sondern ebenfalls das
erforderliche Spiel zum Einsetzen der Buchse in die Radnabe,
nicht zu erwähnen die Toleranz für den Fehler, der auf die
Schichtverteilung des zur Befestigung verwendeten Klebstoffs
zurückzuführen ist.
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Ein anderes Verfahren zur Ausrüstung von Kraftfahrzeugrädern,
die mit Naben versehen sind, welche einen wesentlich größeren
Durchmesser aufweisen als die Achse des Kraftfahrzeugs (bzw.
wo in jedem Fall ein gewisses Spiel zwischen Nabe und Radachse
vorhanden ist), ist das im US-Patent Nr. 2,969,256, am 24.
Februar 1958 angemeldet, beschriebene Verfahren, nach welchem
zwischen der Achse und dem Rad ein erster Ring eingesetzt wird, der
einen Aussendurchmesser aufweist, welcher ungefähr gleich gross
ist wie der Innendurchmesser der Nabe, und der einen solchen
Innendurchmesser hat, dass ein Aufziehen desselben auf die Achse
möglich ist, an der das Rad montiert wird. Jeder freie Raum
zwischen dem ersten obengenannten Ring und der Achse wird
beseitigt durch die Verwendung von einem oder mehreren zweiten
Ringen, die einen kreisförmigen Querschnitt mit einem
Durchmesser haben, welcher dem Abstand zwischen der Achse und dem
Innendurchmesser des Ringes entspricht. Das Zusammenhalten der
Ringe wird durch deren Zusammenschweißen gewährleistet.
Diese Prozedur erfordert lange Montagezeiten und macht das
Verfahren unvorteilhaft.
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Ein Versuch, dieses Problem zu lösen, ist mit dem Deutschen
Patent Nr. 3,233,807 gemacht worden, welches am 11. September
1982 angemeldet wurde. Dieses Patent schlägt ein Rad vor,
welches einer Mehrzahl von unterschiedlichen Fahrzeugen angepasst
werden kann, wobei eine Nabe vorgesehen ist, die in
Übereinstimmung mit dem maximalen Durchmesser der auszurüstenden
Achse dimensioniert ist, sowie ein Ring, der zwischen die Nabe
und die Radachse eingesetzt wird, um den Raum auszufüllen, der
sich aus der Durchmesserdifferenz zwischen der Nabe und den
Achsen ergibt, wobei letztere einen geringeren Durchmesser
haben als der grösste der Gruppe.
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Ein Nachteil bei jener Erfindung ist die kleine Kontaktfläche, die
zwischen den Elementen auftritt. Tatsächlich liegt der elastische
Ring an nur kleinen Abschnitten in axialer Ausdehnung der Nabe
und der Achse an. Da folglich nur ein Teil der Naben- und
Achsenbreite zusammenwirken, welcher mehr oder weniger der
begrenzten Breite des Ringes entspricht, kann die vorgeschlagene
Lösung durch den offenen Ring wie in der oben erwähnten
Erfindung zu Instabilitätsphänomen führen.
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Ein anderer Lösungsversuch dieses Problems ist in DE-U-92 01
964 vorgeschlagen, wobei eine Lösung aufgezeigt wird, die von
zwei zusammenwirkenden Ringen ausgeht, von denen der erste
dazu vorgesehen ist, an der Oberfläche eines Anschlags oder
La
gers des Rades positioniert zu werden und der andere als
Befestigungsmittel vorgesehen ist, das auf bzw. längs der äusseren
Oberfläche des ersten Ringes aufgepresst wird, um somit eine Position
zu erreichen, in welcher die beiden Ringe jeweils gegen eine
äussere und eine innere Lageroberfläche des Rades stabilisiert sind
(Abb. 1).
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In Übereinstimmung mit dem Beispiel aus Abb. 2 ist der
Befestigungsring mit einer "Verdickung" versehen, so dass er im
Inneren der internen Bohrung des Rades positioniert werden kann,
wodurch das anschliessende Einsetzen des ersten Ringes in das
Innere der genannten internen Bohrung ermöglicht ist, bis eine an
der äusseren Oberfläche eines Anschlages oder Lagers des Rades
anliegende Position erreicht wird.
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Bei beiden Lösungen ist es nicht möglich, die beiden Ringe vorher
zusammenzubauen, um somit einfach den ersten Ring (d.h. den
Reduzierring) in das Innere der internen Bohrung einsetzen zu
können und dabei automatisch die korrekte Montage des
genannten Reduzierringes an dem Rad zu erlangen.
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Weiterhin sind in DE-U-92 01 964 die Befestigungsmittel in Form
eines elastisch verformbaren Elementes vorgesehen, welches, wie
in Abb. 1 gezeigt ist, an dem freien Ende des ersten Ringes
oder der Buchse montierbar oder - wie in Abb. 2 - in einen
Sitz einsetzbar ist, der von der internen Bohrung aufgewiesen
wird, und der in den genannten Sitz eingepresst wird, wenn der
Reduzierring oder die Buchse 31 in die interne Bohrung eingeführt
wird.
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In beiden Fällen scheint es durch die besondere Verbindung
zwischen der Buchse und dem Befestigungsring nach dem erwähnten
Stand der Technik ziemlich schwierig zu sein, die optimalen
Bedingungen einer axialen Positionierung der Buchse im Inneren der
internen Bohrung zu erreichen, ohne das Risiko von Lockerungen
unter den genannten Befestigungsmitteln, der Buchse und dem
Rad zu haben, Lockerungen, die nicht beseitigt werden können
aufgrund der Klauenkupplung zwischen den Befestigungsmitteln
und der Buchse, und zwar mit der daraus sich ergebenden Folge,
dass insbesondere unter Bezugnahme auf die Lösung in der
Abb. 2 nicht gewährleistet werden kann, dass die Buchse im
Verhältnis zu dem Rad axial korrekt positioniert ist. Daraus ergibt
sich das Risiko, dass die äussere Oberfläche der Buchse in einer
im Verhältnis zu einer der Oberflächen des dem Support
anzupassenden Rades äusseren Ebene verbleibt, mit dem das Rad
befestigt werden soll, und zwar in der Verbindung Fläche gegen
Fläche, und folglich besteht die Gefahr der Beeinträchtigung einer
korrekten Montage des Rades selbst an dem genannten Support.
Weiterhin, in Übereinstimmung mit der in der Abb. 1 nach
dem erwähnten Stand der Technik gezeigten Lösung, ist die
Tatsache, dass der Befestigungsring ein elastischer und verformbarer
Ring ist, ein Nachteil für die stabile und korrekte Positionierung
der Buchse, weil der genannte Befestigungsring im Verhältnis zu
der internen Bohrung aussen bleibt und so ungewollten Stößen
ausgesetzt ist oder zufällig geöffnet oder beschädigt werden kann.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die
obengenannten Nachteile zu vermeiden, indem ein Rad mit einer Nabe mit
einem Durchmesser vorgesehen ist, welcher der Achse mit dem
größten Durchmesser in einer Serie oder Gruppe von Achsen
zuzuordnen ist, und ebenfalls eine Serie von Buchsen mit
Innendurchmessern vorgesehen ist, die gleich sind wie die Durchmesser
einer Serie von Achsen, auf welche das genannte Rad aufgezogen
werden kann, wobei alle einen Aussendurchmesser aufweisen, der
leicht kleiner ist als der Durchmesser der Radnabe. Jede der
Buchsen weist an ihrer äusseren Oberfläche wenigstens einen Sitz
auf, um elastisch verformbare Mittel aufzunehmen, die während
des Einsetzens einer Buchse in das Innere der Radnabe voll in den
Sitz eintreten und sich dann in einen Sitz hinein ausdehnen, der an
der internen Oberfläche der genannten Nabe vorhanden ist, wenn
die Buchse vollkommen in das Innere der Nabe eingesetzt worden
ist.
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Vorteilhafterweise wird gegenüber dem bekannten Stand der
Technik eine mechanische Verbindung zwischen dem Rad und der
in das Innere der Nabe eingesetzten Buchse erhalten, und zwar
durch radial wirkende Mittel, die dem ungewollten Herausgleiten
der Buchse entgegenstehen, wodurch das Angleichen des äusseren
Durchmessers einer jeden unterschiedlichen Buchse auf solche
Weise erlaubt ist, dass man eine spielfreie Verbindung zwischen
Rad und Buchse erhält, die verwendet wird, um das Rad auf eine
bestimmte Achse aufzuziehen.
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Ein weiterer Vorteil ist der, dass die Buchsen eine beachtliche
axiale Ausdehnung haben können, und zwar bis sie fast
vollkommen die Achse entlang der ganzen axialen Ausdehnung der Nabe
abdecken, so dass die Montage erheblich erleichtert und eine
bessere Stabilität in der axialen Verbindung zwischen Nabe und
Buchse erhalten wird und somit das Rad besser auf die Achse, auf
die es aufgezogen ist, montiert wird.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die genannten
mechanischen Befestigungsmittel für eine in das Innere der Nabe
eingesetzten Buchse aus einem offenen Ring gebildet, welcher
zwei Enden hat, die eines gegen das andere gedrückt werden
können und selbigen insgesamt elastisch verformbar machen, wobei
der Ring in der Ruhedarstellung einen Aussendurchmesser auf
weist, der grösser ist als jener der Radnabe, und im eingesetzten
Zustand einen Innendurchmesser aufweist, der leicht grösser ist
als der Aussendurchmesser der Buchse.
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Weitere Einzelheiten der vorliegenden Erfindung gehen deutlicher
aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung einer
Ausführung der Erfindung hervor, die hier rein in der Form eines nicht
begrenzenden Beispieles in den beiliegenden Zeichnungen
dargestellt ist, von denen
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- Abb. 1 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung,
wobei einige Teile entfernt sind, eine mögliche
Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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- Abb. 2 zeigt in einer Darstellung im Schnitt ein Detail
von einer möglichen Ausführungsform der
Befesti
gungsmittel einer Buchse und einer Nabe während des
Einsetzens der Buchse in die Nabe;
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- Abb. 3 zeigt in einer Darstellung im Schnitt ein Detail
aus Abb. 2 mit der in die Nabe eingesetzten
Buchse;
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- Abb. 4 zeigt in einer Darstellung im Schnitt ein Detail,
das sich auf eine weitere mögliche Ausführungsform der
Befestigungsmittel von Buchse und Nabe bezieht.
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Unter Bezugnahme auf die Abbildungen enthält die
Montagegruppe zum Positionieren von Rädern oder ähnlichem auf Achsen,
welche unterschiedliche Durchmesser innerhalb eines bestimmten
Bereiches aufweisen, ein Rad 1, das eine Nabe 2 von einem
Durchmesser D1 aufweist, die einer Achse mit dem maximalen
Durchmesser innerhalb des obengenannten Bereiches von
Durchmessern zuzuordnen ist, und das ebenfalls an der Oberfläche der
genannten Nabe 2 wenigstens einen Sitz 3 aufweist, der dazu
dient, mechanische Befestigungsmittel für eine in das Innere der
genannten Nabe 2 eingesetzte Buche 4 teilweise aufzunehmen.
Bei der in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsform weist die
Nabe 2 einen Durchmesser D1 auf, der grösser ist als der
Durchmesser D2 der Achse 5, auf welcher das Rad 1 montiert ist.
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Die Montagegruppe zum Positionieren enthält eine Buchse 4 mit
einem Innendurchmesser D4, welcher fast der gleiche ist wie der
Durchmesser der Achse 5, auf die sie aufgezogen werden soll,
und die einen im Verhältnis zu dem Durchmesser D1 der Nabe 2
des Rades 1 leicht geringeren Aussendurchmesser hat. An ihrer
äusseren Oberfläche weist die Buchse 4 einen Sitz 6 zur
Aufnahme von mechanischen Mitteln zur Befestigung der Buchse 4 an
dem Rad 1 auf.
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Um das Rad 1 auf Achsen befestigen zu können, welche
unterschiedliche Durchmesser haben, ist eine Anzahl von Buchsen
vorgesehen, die in der Abb. 1 beispielhaft als die mit 4, 4a und
4b bezeichneten Teile dargestellt sind (obwohl die wirkliche
Anzahl von der Zahl der verschiedenen Achsen abhängt, an denen
das Rad montiert werden soll), und die einen maximalen
Aussendurchmesser haben, der leicht geringer ist als der Durchmesser D1
des Rades 1, und dabei unterschiedliche Innendurchmesser D4,
D4a und D4b aufweisen (die in Abb. 1 stärker unterschieden
werden, als sie in Wirklichkeit sind, um den Unterschied zwischen
ihnen besser zu verdeutlichen), welche geringfügig grösser sind
als die Durchmesser der Achsen, auf die sie aufgezogen werden
sollen.
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Um die Erfindung in der Anwendung zu vereinfachen, können
unterschiedlich gefärbte Buchsen erhalten werden, je nach den
verschiedenen Durchmessern der Achsen des Kraftfahrzeugs, an
dem die Räder montiert werden sollen.
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Die Befestigungsmittel zwischen Buchse 4 und Nabe 2 bei der in
den Abb. 1, 2 und 3 gezeigten Ausführungsform, werden
aus einem offenen Ring 7 gebildet, der durch das Annähern der
beiden Enden 11 zueinander elastisch verformbar ist, und der in
seiner Ruhestellung einen Aussendurchmesser aufweist, welcher
grösser ist als jener der Nabe 2 des Rades 1, und der, wenn er
eingesetzt ist, einen Innendurchmesser hat, welcher leicht grösser
ist als der Aussendurchmesser der Buchse 4.
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Um eine korrekte Positionierung des Rades 1 auf der Achse 5 zu
erreichen, wird der offene Ring 7 in den Sitz 6 eingesetzt, welcher
bei einer Ausführung, die einen offenen Ring als
Befestigungsmittel verwendet, kreisförmig und an der Buchse 4 vorgesehen ist,
und zwar mit einer elastischen Verformung, welche durch das
gegenseitige Zusammendrücken der beiden Enden vorübergehend
den Umfang des offenen Ringes 7 reduziert. Sobald die Buchse 4
in das Innere der Nabe 2 eingesetzt ist, dehnt sich der Ring, der
nun nicht länger belastet ist, teilweise aus dem Sitz 6 der Buchse 4
nach aussen aus und, ohne dabei vollkommen herauszutreten, fügt
sich in den Sitz 3 ein, der an der internen Oberfläche der Nabe 2
vorgesehen ist, wobei er jede axiale Gleitbewegung des Rades 1
verhindert.
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In den Abbildungen weist der offene Ring 7 einen kreisförmigen
Querschnitt auf, er kann aber auch anders ausgebildet sein.
Natürlich müßten dann auch die Sitze an der Buchse 4 und an der Nabe
2 der Form des Ringes 7 angepasst werden.
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Die Befestigungsmittel können auch aus wenigstens einem
Element bestehen, zum Beispiel aus einem Zapfen, welcher durch
Druck von einem elastischen Element 9 auf seine Basis (s. Abb.
4) in den an der Buchse 4 vorgesehenen Sitz 6 eingeschoben wird
und in wenigstens zwei Darstellungen positionierbar ist: eine der
Positionen wird während der Phase des Einschiebens der Buchse
4 in die Nabe 2 eingenommen und sieht das vollkommene
Ein
dringen des Elementes in das Innere des genannten Sitzes 6 vor,
während die andere das teilweise Austreten aus der Buchse 4
vorsieht, und zwar um ein Stück, das der Form des Sitzes 3
entspricht, der an der internen Oberfläche der Nabe 2 vorgesehen ist,
und das nach dem vollständigen Einsetzen der Buchse 4 in die
Nabe 2 stabil in diesen einschiebbar ist. Natürlich ist in diesem
Falle der Sitz 6 so ausgebildet, dass er den Zapfen 8 und das
elastische Element 9 aufnimmt, welches aus einer Feder bestehen
kann, und er kann mit Hilfe einer durchgehenden Bohrung
hergestellt sein, welche auf der der Nabe 2 zugewandten Seite verengt
ist, um nur einen Abschnitt des Zapfens austreten zu lassen, und
die von innen her auf der der Achse zugewandten Seite
verschlossen ist, und zwar durch einen Stopfen 10, der durch Einpressen
eingesetzt werden kann.
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Diese Elemente können auch mehr als eines und, vorzugsweise an
der Buchse 4 angeordnet, dazu bestimmt sein, in den von der
Nabe 2 aufgewiesenen Sitz 3 eingeschoben zu werden, wobei dieser
die gleiche Ausbildung aufweist wie in dem in den Abb. 1,
2 und 3 gezeigten Falle, in welchem die Befestigungsmittel aus
einem Ring bestehen.